PROBLEMA 1
Converta a concentração de 32 ppbv para um poluente em seu valor na:
(c) unidade de concentraçăo em mol por litro.
Considere uma temperatura de
e uma pressão total de 1,0 atm.
(a) unidade de ppmv
(b) unidade de moléculas por
Converta a concentração de 32 ppbv para um poluente em seu valor na:
(c) unidade de concentraçăo em mol por litro.
(b) unidade de moléculas por
Passo 1
O enunciado pede para converter a concentração de
ppbv de um poluente nas seguintes unidades, dadas
e
:
- (a) para
; - (b) para número de moléculas por
; - (c) para concentração em mol por litro (
).
Informações relevantes fornecidas:
- Concentração original:
. - Temperatura:
. - Pressão total:
.
Constantes que serão usadas:
- Constante dos gases ideais:
. - Constante de Avogadro:
. - Conversão de volume:
.
Passo 2
Entendendo o que significa
e como isso se relaciona com fração molar:
- A sigla ppbv (parts per billion by volume) significa fração volumétrica vezes
. Para gases ideais, fração volumétrica = fração molar. Então
é a fração molar do poluente (ou seja,
).
Passo 3
Converter para
(parte por milhão em volume):
-
(fração molar). - Logo
Portanto a concentração em
é
.
Passo 4
Calcular a concentração total de moléculas em mol por litro do ar nas condições dadas (usando a lei dos gases ideais):
- A lei dos gases ideais em forma de concentração molar é
onde
é a concentração molar total (em
),
em
,
em
e
em
.
- Substituindo os valores:
- Calcule o denominador:
- Portanto
Isto é a concentração total de ar (mol por litro) nas condições dadas.
Passo 5
Converter a fração molar do poluente em concentração em
(parte (c)):
- A concentração do poluente em mol por litro é a fração molar vezes a concentração total:
- Calcule:
- Arredondando de forma razoável (dados com duas ou três cifras significativas), dá
Passo 6
Converter para número de moléculas por
(parte (b)):
Método 1 (usar a concentração em do poluente):
Método 1 (usar a concentração em
- Começando de
. - Primeiro transformar para
dividindo por :
- Multiplicar por
para obter moléculas por :
- Calcule:
- Arredondando:
Observação alternativa (verificação rápida): a densidade total de moléculas é
nas condições dadas; multiplicando por a fração
dá o mesmo resultado
.
Passo 7
Resumo final e notas para a prova:
- Procedimento prático em prova: transformar ppbv em fração molar (
), usar para obter , e então multiplicar por e ajustar volumes para obter moléculas por . - Sempre mantenha atenção às unidades de
e à conversão entre litros e centímetros cúbicos.
Resposta
(a)
(b)
(c)
(b)
(c)